EP0877675B1

EP0877675B1 - Vorrichtung zum verstellen der neigung (winkelstellung) einer kopfstütze an einer sitzlehne eines fahrzeugsitzes

Info

Publication number: EP0877675B1
Application number: EP97951105A
Authority: EP
Inventors: Andrew Leuchtmann; Ralf Pokoj; Reinhard Schmidt; Jürgen MUHR
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 1996-12-04
Filing date: 1997-12-02
Publication date: 2002-07-31
Anticipated expiration: 2017-12-02
Also published as: WO1998024651A1; ES2180073T3; EP0877675A1; DE59707857D1; AU5477198A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verstellen der Neigung (Winkelstellung) einer Kopfstütze an einer Sitzlehne eines Fahrzeugsitzes nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In einem Unfallgeschehen, insbesondere einem starken Heckaufprall, wird der Kopf des Fahrzeuginsassen nach vorne und nach hinten mit hohen Beschleunigungen bewegt, wobei aufgrund der dabei auftretenden Kräfte (Peitscheneffekt) insbesondere im Halswirbelbereich schwere Verletzungen auftreten können. Häufig geschehen diese Verletzungen aufgrund einer nicht korrekten Stellung der Kopfstütze in der zweiten Bewegungsphase, so dass der Kopf zu weit nach hinten bewegt wird.

Aus der gattungsbildenden GB-A-1 483 567 ist eine Vorrichtung zum Verstellen der Neigung einer Kopfstütze bekannt, bei der eine Schwenkung der Kopfstütze und ihrer Abstützung an der Sitzlehne nach vorne um eine durch den oberen Bereich der Sitzlehne verlaufende Achse vorgesehen ist. Das Zurückschwenken der Kopfstütze in der zweiten Bewegungsphase wird bei dieser Lösung durch eine Rücklaufsperre verhindert, die im Wesentlichen aus einem mit der Sitzlehne verbundenen Riegelelement besteht, der in einer bestimmten vorderen Stellung der Kopfstütze in eine Rastausnehmung eingreift, die an einem mit der Abstützung der Kopfstütze verschiebbar verbundenen und durch eine Feder vorgespannten Halter angeordnet ist. Das Riegelelement wirkt somit nicht unmittelbar mit der Abstützung bzw. deren Lagerung an der Sitzlehne zusammen, sondern die Sperrwirkung des Riegelelements wird über den verschiebbaren Halter auf die Abstützung übertragen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die Sicherheitsfunktion der Kopfstütze erheblich verbessert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Durch die Erfindung wird eine aktive Sicherheitsfunktion der Kopfstütze dadurch erreicht, dass bei Einwirkung einer überhöhten Beschleunigung auf das Fahrzeug insbesondere von der Heckseite her, die Antriebseinrichtung ausgelöst wird, so dass die Kopfstütze um einen bestimmten Winkel, insbesondere 15° bis 20° nach vorne geschwenkt wird. Hierdurch wird verhindert, dass in der zweiten Bewegungsphase der Kopf des Fahrzeuginsassen zu weit nach hinten bewegt wird. Hieraus ergibt sich eine erhebliche Verringerung der Verletzungsgefahr durch den sogenannten Peitscheneffekt.

Nach dem Nachvorneschwenken der Kopfstütze wird durch eine Sperre (Rücklaufsperre) das Drehelement und die daran gelagerte Kopfstütze gegen eine Rückdrehung gesichert. Die Sperre wirkt dabei erfindungsgemäß direkt auf das Drehelement, welches in der Sitzlehne drehbar gelagert ist.

Für den Start der Antriebseinrichtung, welche nach einer ersten Ausführungsform ähnlich wie ein Gurtstraffer ausgebildet sein kann und eine pyrotechnisch angetriebene Kolbenzylindereinrichtung oder mechanische Antriebseinrichtung mit einer Druckfeder sein kann, wird bevorzugt durch eine fahrzeugsensitive Einrichtung (Fahrzeugsensor) gestartet. Dieser Sensor ist an einem fahrzeugfesten Teil beispielsweise an der Sitzunterschiene befestigt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die fahrzeugsensitive Einrichtung, welche die Antriebseinrichtung auslöst, in die Antriebseinrichtung integriert sein, wobei auch die Antriebseinrichtung am Fahrzeugaufbau beispielsweise an der Sitzunterschiene befestigt ist.

Die Kopfstütze kann am Drehelement derart geführt sein, daß bei der angetriebenen Drehbewegung nach vorne die Kopfstütze gleichzeitig bezüglich der Achse, um welche das Drehelement gedreht wird, radial nach außen bewegt wird. Hierdurch wird vermieden, daß die vertikale Höheneinstellung der Kopfstütze beim Nachvorneschwenken sich verringert.

Für die Drehlagerung des Drehelements eignet sich eine rohrförmige Drehlagerung im oberen Teil der Sitzlehne. Im Normalbetrieb ist das Drehelement gegen Drehung um die in der Sitzlehne liegenden Achse verriegelt. Diese Verriegelung kommt bevorzugt zur Wirkung zwischen der Drehlagerung und dem Drehelement. Die Verriegelung kann in der Weise ausgebildet sein, daß sie durch die Antriebskraft der Antriebseinrichtung gelöst werden kann. Die Antriebskraft der Antriebseinrichtung wird bevorzugt durch einen Bowdenzug, welcher mit einem Bajonettverschluß an einem Antriebselement der Antriebseinrichtung angeschlossen sein kann, übertragen. Hierdurch wird eine Vormontage der Antriebseinrichtung am fahrzeugfesten Aufbau ermöglicht, wobei dann nach dem Einbau des Sitzes die Kraftübertragungseinrichtung zwischen der Antriebseinrichtung und dem Schwenkmechanismus für die Kopfstütze nachträglich angeschlossen werden kann.

Die Kopfstütze bzw. ein an der Kopfstütze angeordnetes und eine Abstützfläche für den Kopf eines Insassen bildendes Polsterteil kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung höhenverstellbar an der Stützeinrichtung ausgebildet sein, wobei die Höhenverstellung im Falle eines Frontal- bzw. Heckaufpralls durch die genannte bzw. eine weitere Antriebseinrichtung erfolgen kann. Die Kopfstütze bzw. das Polsterteil ist bei dieser Ausführung verstellbar an einer mit der Stützeinrichtung verbundenen Trageinrichtung angeordnet.

Wesentliche Vorteile dieser Ausbildung bestehen darin, daß die in der Regel aus Komfortgründen gegenüber der Rückenlehne etwas zurückgesetzte Kopfstütze im Falle eines Frontal- bzw. Heckaufpralls durch die Antriebseinrichtung nicht nur in eine optimale weiter vorne liegende Stützposition überführt, sondern auch in der Höhe verstellt wird. Für eine derartige aktive Verstellung der Kopfstütze ist besonders vorteilhaft, wenn die Antriebseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform in der rohrförmigen Drehlagerung integriert ist. Eine solche Antriebseinrichtung kann bei Aktivierung, beispielsweise durch eine zentrale Airbag-Steuerung, auf eine besonders schnelle Weise die Kopfstütze sowohl nach vorne als auch nach oben verstellen.

In Abhängigkeit von räumlichen Verhältnissen oder spezifischen Anforderungen an die aktive Verstellung einer derart ausgebildeten Kopfstütze in der einen oder anderen Richtung können auch mehrere Antriebseinrichtungen vorgesehen sein, welche in der Kopfstütze und/oder rohrförmigen Drehlagerung angeordnet und gleichzeitig oder nacheinander auslösbar ausgebildet sind.

Durch die aktive Verstellung wird die Abstützfläche der Kopfstütze in eine Position gebracht, in der eine etwa gleichzeitige Abstützung des Insassen sowohl an der Rückenlehne als auch an der Kopfstütze stattfinden kann. Eine gefährliche Krümmung bzw. Überbelastung der Halswirbelsäule des Insassen beim Heckaufprall bzw. einem Zurückschleudern in den Kraftfahrzeugsitz nach beispielsweise einem Frontalaufprall wird durch diese Verstellung der Kopfstütze vermieden.

Die aktive Verstellung der Kopfstütze erfolgt unabhängig von der in der Höhe bzw. in der Neigung eingestellten Position der Kopfstütze. Nach der Auslösung der Antriebseinrichtung wird somit eine sichere Anlage (Abstützung) des Kopfes des Insassen auch bei einer versehentlich nicht richtig oder zu niedrig eingestellten Kopfstütze erreicht. Da bei dieser Ausführung gleichzeitig eine zusätzliche Abstützfläche zwischen der nach oben bewegten Kopfstütze und der Oberkante der Rückenlehne gebildet wird, werden mögliche Verletzungen durch Stützeinrichtungen vermieden.

Ein weiterer Vorteil der vorgeschlagenen Ausführung besteht darin, daß die Kopfstütze bei der Verstellung in der Höhenrichtung derart verriegelbar ausgebildet ist, daß eine zusätzliche Aufnahme von etwa in vertikaler Richtung wirkenden Kräften, beispielsweise bei einem nachfolgenden Überschlag des Kraftfahrzeuges, durch die Kopfstütze möglich ist.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind einige davon in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend beschrieben. Die Zeichnung zeigt teilweise schematisch in

Fig. 1:: in perspektivischer Darstellung ein Kraftfahrzeugsitz mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2:: in perspektivischer auseinandergebauter Darstellung Einzelteile des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1;
Fig. 3:: eine schnittbildliche Darstellung durch einen wesentlichen Bestandteil dieses Ausführungsbeispiels;
Fig. 4:: eine schnittbildliche Darstellung eines modifizierten wesentlichen Teils der Erfindung, welches einen Höhenausgleich der Kopfstütze beim Nachvorneschwenken ermöglicht;
Fig. 5:: einen Bajonettverschluß, mit welchem eine Antriebsverbindung zwischen einer Antriebseinrichtung und der Drehlagerung der Kopfstütze hergestellt werden kann;
Fig. 6:: eine Schnittdarstellung einer alternativen Kopfstütze im vormontierten Zustand;
Fig. 7:: eine Seitenansicht der Kopfstütze nach Fig. 6 im eingebauten Zustand, teilweise geschnitten;
Fig. 8:: die Kopfstütze nach Fig. 7, jedoch in einem infolge eines Unfalls nach vorn und nach oben verstellten Zustand;
Fig. 9:: eine räumliche Ansicht der Kopfstütze nach Fig. 8;
Fig. 10:: einen vertikalen Längsschnitt durch die Verstelleinrichtung der Kopfstütze nach Fig. 6;
Fig. 11:: Einzelteile der Kopfstütze nach Fig. 6 in räumlicher Darstellung;
Fig. 12:: eine räumliche Darstellung einer alternativen Ausbildung der Kopfstütze nach Fig. 6;
Fig. 13:: eine weitere alternative Ausbildung der Kopfstütze nach Fig. 6.

Bei einem Kraftfahrzeugsitz (Fig. 1) ist im oberen Teil einer Sitzlehne 6 eine Vorrichtung 15 zum Verstellen der Neigung einer Kopfstütze 1 dargestellt. Durch die Vorrichtung 15 kann die Kopfstütze 1 um eine durch den oberen Teil der Sitzlehne 6 verlaufende Achse 3 aktiv nach vorne verschwenkt werden. Wenn das Fahrzeug in einen Unfall verwickelt ist und insbesondere ein Heckaufprall auf das Kraftfahrzeug geschieht, wird durch eine Antriebsvorrichtung 8, welche über einen vorzugsweise in der Sitzlehne verlaufenden Bowdenzug 11 ihre Antriebskraft auf die Vorrichtung 15 überträgt, die Kopfstütze in einem bestimmten Winkel beispielsweise 15° bis 20° nach vorne um die Achse 3 verschwenkt. Diese Verschwenkung erfolgt nur dann, wenn das Fahrzeug in einen Unfall verwickelt ist. Im Normalbetrieb kann die Kopfstütze 1 um eine in der Kopfstütze 1 liegende Achse in herkömmlicher Weise noch verschwenkt werden. Die Kopfstütze 1 ist in bekannter Weise über Stützstäbe 4, 5 an der Sitzlehne abgestützt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Lagerung der Kopfstütze 1 über die Stützstäbe 4, 5 in einem Drehelement 17 der Vorrichtung 15. Einzelteile dieser Vorrichtung 15 sind in den Fig. 2 und 3 dargestellt, wobei die Fig. 4 eine noch weiter verbesserte Ausführungsform darstellt.

Die die Stützeinrichtung für die Kopfstütze 1 bildenden Stützstäbe 4, 5 sind in der als Drehlagerung ausgebildeten Vorrichtung 15 schwenkbar um die Achse 3 gelagert. Hierzu sind die Stützstäbe 4, 5 in einem Drehelement 7 gelagert, welches seinerseits in einem rohrförmigen Drehlager 10 gelagert ist. Die Stützen 4, 5 ragen dabei durch Langlöcher 16, 17 in einer steifen Abdekkung 18 an der Oberseite der Vorrichtung 15. Die Langlöcher 16, 17 sind so bemessen, daß die Schwenkbewegung der Stützstäbe 4, 5 nach vorne im gewünschten Winkelbereich von beispielsweise 15° bis 20° erreicht wird.

An den beiden Stirnflächen des im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Drehelementes 7 befinden sich Rastverzahnungen 9, die mit entsprechend ausgebildeten Rastverzahnungen 19 an federnd gelagerten Rastelementen 20 in Eingriff kommen können. Die Rastelemente 20 sind verdrehsicher im rohrförmigen Drehlager 10, in welchem das Drehelement 7 drehbar gelagert ist, von den offenen Enden her eingesetzt. Zur Verdrehsicherung greifen Vorsprünge 21 an den Rastelementen 20 in entsprechende Ausnehmungen 22 des rohrförmigen Drehlagers 10. Durch Druckfedern 23, die zwischen am Ende aufgesetzten Verschlußdeckeln 24 und den Rastelementen 20 angeordnet sind, werden die Rastelemente 20 mit ihren Rastverzahnungen 19 auf die Rastverzahnungen 9 des Drehelementes 7 aufgedrückt.

Die Zahnflanken der Verzahnungen 9 und 19 sind so ausgebildet und ausgerichtet, daß eine Schwenkbewegung um die Achse 3 in Vorwärtsrichtung ermöglicht wird, jedoch eine Rückdrehung verhindert wird. Bei der Vorwärtsdrehung des Drehelementes 7 ratschen die Verzahnungen 9 und 19 übereinander, was durch die federnde Auflage der Verzahnungen aufeinander ermöglicht wird. Es wird jedoch eine Rückwärtsdrehung verhindert, da die Rückwärtsdrehrichtung im wesentlichen parallel und senkrecht zur Achse 3 verlaufende Zahnflanken der Verzahnungen 9 und 19 miteinander in Eingriff kommen und aufgrund der drehsicheren Lagerung der Rastelemente 20 an der rohrförmigen Drehlagerung 10 die Rückdrehung verhindert wird. Hierdurch erzielt man durch die Verzahnungen 9 am Drehelement 7 und die Verzahnungen 19 an den Rastelementen 20 eine Rücklaufsperre.

Zur festen Verankerung der rohrförmigen Drehlagerung 10 in der Lehnenkonstruktion der Sitzlehne 6 dienen dort fest verankerte Verankerungsstangen 25, an denen das Drehlager 10 befestigt ist.

In der normalen Betriebsstellung, welche in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, ist das Drehelement 7 mit Hilfe einer Verriegelungseinrichtung 14 an dem rohrförmigen Drehlager 10 und damit an der Lehnenkonstruktion verriegelt und gegen eine Vorwärtsdrehung gesperrt. Die Verriegelungseinrichtung besitzt hierzu einen Verriegelungsbügel 26, welcher schwenkbar an einer geeigneten Stelle des Drehelements 7 um eine Schwenkachse 35 schwenkbar gelagert ist. Die Schwenkachse 35 befindet sich in der Nähe einer Angriffsfläche 34, an welcher der Bowdenzug 11 am Drehelement 7 angreift. In der normalen Betriebsstellung, in welcher das Drehelement 7 gegen eine Vorwärtsdrehung gesichert ist, greift der Verriegelungsbügel 26 durch eine Verriegelungsöffnung 27 im rohrförmigen Drehlager 10 in eine Verriegelungsausnehmung 28 am Drehelement 7 (Fig. 3 und 4) ein.

Wenn bei einem Auffahrunfall die Antriebskraft der Antriebseinrichtung 8 über den Bowdenzug 11 auf das Drehelement übertragen wird, wird eine Bowdenzugdraht 31, welcher im Bowdenzugmantel 32 verschiebbar geführt ist, mit einer an seinem Ende vorgesehenen Verdickung 30 in Pfeilrichtung 36 (Fig. 3 und 4) nach unten gezogen. Dabei wird zunächst der Verriegelungsbügel 26 aus seiner dargestellten Ruheposition gegen die Kraft einer Druckfeder 33, welcher den Verriegelungsriegel normalerweise in der Ruheposition hält, gegen den Uhrzeigersinn in Pfeilrichtung 37 aus seiner Eingriffsposition geschwenkt, so daß das Drehelement 7 nunmehr frei drehbar im Drehlager 10 gelagert ist. Bei weiterem Zug, der von der Antriebseinrichtung 8 auf den Bowdenzugdraht 31 ausgeübt wird, wird das Drehelement 7 um einen bestimmten Winkel beispielsweise 15° bis 20° entgegen den Uhrzeigersinn (Pfeilrichtung 38 in Fig. 2) nach vorne gedreht. Dabei werden die beiden Stützstäbe 4, 5 und die daran gelagerte Kopfstütze 1 nach vorne um die Achse 3 geschwenkt. Bei dem in der Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ferner eine Schubführung 39 für die beiden Stützstäbe 4, 5 vorgesehen. Bei der angetriebenen Drehbewegung des Drehelementes 7 greift die Schubführung 39 an den unteren Enden der Stützstäbe 4, 5 an und verschiebt diese im Drehelement 7 nach oben (Pfeilrichtung 40). Diese Schubbewegung erfolgt bezüglich der Drehachse 3 radial nach außen und bewirkt einen Höhenausgleich der Kopfstütze 1 bei ihrer Schwenkbewegung nach vorne (Pfeilrichtung 38). Hierdurch wird gewährleistet, daß die Kopfstütze 1 aufgrund der angetriebenen Schwenkbewegung nach vorne mit ihrer Oberkante nicht niedriger liegt als in ihrer Normalposition.

Um eine einwandfreie Übertragung der Antriebskraft zu erhalten, ist als Kraftübertragungsmittel der Bowdenzug 11 vorgesehen. Der Bowdenzugmantel 32 stützt sich hierzu an einer Bowdenzugabstützung 29 am rohrförmigen Drehlager 10 ab. Der Bowdenzugdraht 31 und die an seinem Ende vorgesehene Verdickung 30 greifen bei der Antriebskraftübertragung an der Angriffsstelle 34, welche als Vorsprung an das Drehelement 7 angeformt ist, in der oben beschriebenen Weise an.

Zur Anbindung des Bowdenzugdrahtes 31 an ein Antriebselement 13 der Antriebseinrichtung 8 kann ein in der Fig. 5 schematisch dargestellter Bajonettverschluß 12 dienen. Das untere Ende des Bowdenzugmantels 32 ist in nicht näher dargestellter Weise ähnlich wie an der Drehlagerung 10 am Gehäuse der Antriebseinrichtung 8 abgestützt.

Die Kopfstütze 1 nach Fig. 6 besteht im wesentlichen aus einem formstabilen, an einer Trageinrichtung 42 höhen- und neigungsverstellbar angeordneten Polsterteil 41. Das Polsterteil 41 sowie die Trageinrichtung 42 sind dabei mittels der Vorrichtung 15 im oberen Bereich der nicht dargestellten Sitzlehne 6 um die Achse 3 drehbar gelagert. Die Vorrichtung 15 ist dabei durch zwei Verankerungsstangen 25 in an sich bekannten und mit der Sitzlehne 6 verbundenen Rasthülsen 43 festgehalten.

Zur Halterung des Polsterteils 41 weist die Trageinrichtung 42 zwei beabstandet zueinander angeordnete Stützeinrichtungen 4, 5 sowie einen mit den Stützeinrichtungen 4, 5 verbundenen Stützkörper 44 auf, wobei der Stützkörper 44 einschiebbar in einen Aufnahmeraum 45 des Polsterteils 41 ausgebildet ist. Zum Führen und Fixieren des Polsterteils 41 in der jeweiligen Stützposition ist eine Führungseinrichtung 46 vorgesehen, welche im wesentlichen aus zwei mit dem Polsterteil 41 verbundenen Führungsstangen 47 besteht, die in mit dem Stützkörper 44 verbundenen Führungshülsen 48 auf eine an sich bekannte Weise höhenverstellbar und rastpositionierbar aufgenommen sind. Dazu können beispielsweise an den Führungshülsen 48 federnde Rastmittel und an den Führungsstangen 47 Rastausnehmungen oder Kerben vorgesehen sein. Die Führungseinrichtung 46 ist derart ausgebildet, daß das Polsterteil 41 in der Höhenrichtung auf einfache Weise aus einer Stützstellung in die andere von Hand verstellt werden kann.

In Fig. 7 ist die Befestigung der Kopfstütze 1 an der Sitzlehne 6 verdeutlicht. Dazu sind die Rasthülsen 43, welche jeweils eine Verankerungsstange 25 lösbar aufnehmen, an einer tragenden Struktur 49 der Sitzlehne 6 formschlüssig aufgenommen. Die Vorrichtung 15 ist dabei versenkt im oberen Bereich der Sitzlehne 6 angeordnet. Die Vorrichtung 15 besteht im wesentlichen aus einem rohrförmigen Drehlager 10, in dem zur Aufnahme der Stützeinrichtungen 4, 5 jeweils ein verdrehbares Drehelement 7 vorgesehen ist. Die Drehelemente 7 sind dabei mit der jeweiligen Stützeinrichtung 4, 5 im Bereich eines Lagerabschnitts 50 formschlüssig verbunden und können zusammen mit den Stützeinrichtungen 4, 5 um die Achse 3 verdreht werden. Dazu sind am rohrförmigen Drehlager 10 in den Schwenkbereichen der Lagerabschnitte 50 Langlöcher 16, 17 vorgesehen, welche von der in Fig. 6 dargestellten Abdeckung 18 stilistisch verkleidet sind.

Der Stützkörper 44 und somit auch das Polsterteil 41 sind - wie aus Fig. 8 und Fig. 9 ersichtlich - schwenkbar mit den Stützeinrichtungen 4, 5 verbunden. Zu diesem Zwecke sind für die jeweilige Stützeinrichtung 4, 5 am Stützkörper 44 eine segmentförmige Ausnehmung 52 sowie ein Schwenklager 53 vorgesehen, die entsprechend den Schwenkbereich und die Drehachse 51 des Stützkörpers 44 definieren. Als Schwenklager 53 können dabei übliche, bei neigungsverstellbaren Kopfstützen verwendbare Schwenklager in den Stützkörper 44 eingesetzt werden.

Zum aktiven Verstellen der Kopfstütze 1 bzw. des Polsterteils 41 aus der normalen Stützposition in die weiter vorn und oben liegende Stützposition weist die Vorrichtung 15 eine Antriebsvorrichtung 84 auf, welche - wie in Fig. 10 und Fig. 11 dargestellt - im wesentlichen aus einem innerhalb des rohrförmigen Drehlagers 10 zwischen den Drehelementen 7 angeordneten Druckverteiler 55 (Diffusor) besteht, dessen Druckkammer 56 durch einen nicht dargestellten pyrotechnischen Treibsatz oder einen Hybridgenerator (Gasspeicher) bei Aktivierung mit Druckgas befüllbar ist. Im Druckverteiler 55 sind Kanäle 57 ausgebildet, welche zu jeweils einem innerhalb des rohrförmigen Drehlagers 10 axial verschiebbaren und in Verbindung mit dem jeweiligen Drehelement 7 stehenden Kolben 58 führen. Die Kanäle 57 münden dabei in jeweils einen ringförmigen Raum 59 ein, welcher zwischen dem jeweiligen relativ dicht im Drehlager 10 geführten Kolben 58 und dem Druckverteiler 55 gebildet ist. Über die Kanäle 57 können somit die Räume 59 mit Druckgas beaufschlagt werden.

Die Kolben 58 sind axial verschiebbar, aber unverdrehbar im Drehlager 10 geführt. Dazu sind am jeweiligen Kolben 58 zwei radial abstehende Nasen 60 vorgesehen, welche in diametral zueinander angeordnete und axial ausgerichtete Führungsschlitzen 61 des Drehlagers 10 eingreifen. Die Drehelemente 7 sind dagegen verdrehbar, aber axial unverschiebbar im Drehlager 10 gelagert. An den Drehelementen 7 ist jeweils ein in axialer Richtung ausgerichteter schraubenförmiger Fortsatz 62 ausgebildet, welcher im Querschnitt ein Vierkantprofil aufweist und im montierten Zustand eine entsprechend am Kolben 58 vorgesehene zentrale Öffnung 65 durchsetzt. Jede Seite des Vierkantprofils bildet eine schraubenförmige Führungsfläche 63, welche an einer entsprechenden Seite 66 der Öffnung 65 spielfrei anliegt.

Bei Beaufschlagung der Druckkammer 56 mit Druckgas werden über die Kanäle 57 auch die ringförmigen Räume 59 und somit auch die Kolben 58 mit Druckgas beaufschlagt. Dadurch bewegen sich die Kolben 58 in Pfeilrichtung X auseinander und verdrehen dabei zwangsweise die Drehelemente 7 um einen bestimmten Winkelbetrag (ca. 15° - 20°), welcher durch die Steigung der schraubenförmigen Führungsflächen 63 festgelegt ist. Durch diese Verdrehung der Drehelemente 7 wird auch die mit den Drehelementen 7 verbundene Trageinrichtung 42 zusammen mit dem Polsterteil 41 nach vorne um die Achse 3 um den o. g. Winkelbetrag geschwenkt.

Zum aktiven Verstellen der Kopfstütze 1 bzw. des Polsterteils 41 aus der normalen Stützposition in die weiter oben liegende Stützposition ist - wie aus Fig. 6 bis Fig. 8 ersichtlich - innerhalb des Aufnahmeraumes 45 zwischen dem Polsterteil 41 und dem Stützkörper 44 ein Expansionsraum 64 vorgesehen, welcher mit Druckgas aus der Druckkammer 56 beaufschlagbar ausgebildet ist. Dazu sind die Stützeinrichtungen 4, 5 und die Drehelemente 7 - wie in Fig. 10 dargestellt - jeweils hohl bzw. mit inneren Kanälen 67, 68 sowie der Druckverteiler 55 mit jeweils einem entsprechenden Kanal 80 ausgebildet, welche derart angeordnet und miteinander verbunden sind, daß jeweils ein dichter Verbindungskanal zwischen der Druckkammer 56 und dem Expansionsraum 64 gebildet wird. Bei Druckbeaufschlagung des Expansionsraumes 64 dehnt bzw. vergrößert sich dieser in der etwa vertikalen Richtung, wodurch das Polsterteil 41 nach oben verstellt wird.

Die Kanäle 80 sind im Querschnitt größer als die Kanäle 57 gestaltet, damit der Druckaufbau im Expansionsraum 64 schneller als im Raum 59 der Kolben 58 erfolgen kann. Durch diese Gestaltung wird eine höhere Sicherheit für den Insassen erreicht, da das Polsterteil 41 bei der aktiven Verstellung seine obere Position früher als die weiter vorn liegende Position erreicht.

In Fig. 9 ist eine alternative aktive Verstellung der Kopfstütze 1 in der Höhe dargestellt. Bei dieser Ausführung ist in der hohlen Stützeinrichtung 5 ein Stößel 69 axial verschiebbar eingesetzt, welcher beim Druckgasaufbau in einem innerhalb der Stützeinrichtung 5 ausgebildeten Expansionsraum 83 das Polsterteil 41 gegen den Widerstand der Rasteinrichtungen der Führungseinrichtung 46 in eine höhere Stützposition verstellt. Der Stößel 69 liegt dabei mit seinem oberen (freien) Ende 70 an einer tragenden Struktur 71 des Polsterteils 41 an.

In der nach oben verstellten Position ist das Polsterteil 41 verriegelbar ausgebildet. Dazu ist an der Stützeinrichtung 5 bzw. am Stützkörper 46 ein senkrecht zur Verstellbewegung des Stößels 69 bewegbares Verriegelungselement 72 vorgesehen, welches in Verriegelungsrichtung (zum Stößel 69 hin) durch eine Feder 79 vorgespannt ist und in der Verriegelungsposition des Polsterteils 41 das untere Ende 74 des Stößels 69 untergreift. Das Verriegelungselement 72 kann auch mit einer am Stößel 69 angeordneten Raste, Ausnehmung oder Kerbe zusammenwirken. Durch diese Verriegelung können die bei einem Unfall auftretenden, etwa vertikal auf die Kopfstütze 1 einwirkenden Kräfte über den Stößel 69 auf die Sitzlehne 6 übertragen werden.

Bei der aktiven Verstellung der Kopfstütze 1 bzw. des Polsterteils 41 kann es vorkommen, daß sich ein Hindernis, wie beispielsweise der an der Abstützfläche des in Normalstellung befindlichen Polsterteils 41 anliegende Kopf des Insassen bzw. ein über dem Polsterteil 41 befindliches sonstiges Körperteil im Verstellweg der Kopfstütze 1 befindet. Um in diesem Falle die Kraft, mit welcher die Kopfstütze 1 bzw. das Polsterteil 41 durch die ausgelöste Antriebseinrichtung 84 nach vorn und nach oben verstellt wird, zu begrenzen, ist gemäß Fig. 10 an der Vorrichtung 15 an einem Drehelement 7 ein Überdruckventil 75 vorgesehen. Das Überdruckventil 75 ist als eine federbelastete und eine Öffnung 73 des Verbindungskanals schließende Dichtklappe 76 ausgebildet, welche bei Überdruck das Druckgas in die äußere Umgebung entweichen läßt. Das Überdruckventil 75 regelt somit den Druckaufbau sowohl in der Druckkammer 56 als auch im Expansionsraum 64 bzw. 83.

Die aktive Kopfstütze 1 kann sowohl an einem Vordersitz als auch an einem Hintersitz angeordnet sein. Bei einer auf der Sitzlehne des Hintersitzes befestigten Kopfstütze 1 kann die Vorrichtung 15 - wie in Fig. 9 bis Fig. 11 gezeigt - derart ausgebildet sein, daß bei Betätigung einer federbelasteten Riegeltaste 54 die Kopfstütze 1 nach vorn bzw. nach hinten um etwa 90° weggeklappt werden kann. Dies ermöglicht eine drehbare Lagerung des rohrförmigen Drehlagers 10 in einem Lagergehäuse 77, welches fest mit den Verankerungsstangen 25 verbunden ist. Mit einer nicht dargestellten aber an sich bekannten mechanischen oder elektrischen (elektronischen) Sensorik kann die Antriebseinrichtung 84 im weggeklappten Zustand der Kopfstütze 1 entaktiviert werden. Mit dieser Ausbildung der Kopfstütze 1 kann die Sitzlehne ohne Demontage der Kopfstütze 1 umgeklappt bzw. eine bessere Sicht nach hinten ermöglicht werden.

Der Stützkörper 44 der Kopfstütze 1 kann gemäß einer alternativen, in Fig. 12 dargestellten Ausführung höhenverstellbar mit den Stützeinrichtungen 4, 5 verbunden sein, wenn die Stützeinrichtungen 4, 5 durch ringförmige, teleskopisch auseinanderziehbare elastische Abdeckelemente 78 verkleidet sind. Die Abdeckelemente 78 bilden somit die zusätzliche Abstützfläche bei der nach oben verstellten Kopfstütze 1. Zum Verstellen der Kopfstütze 1 in der Höhe können bei dieser Ausführung die mit dem Stützkörper 44 verbundenen Schwenklager 53 höhenverstellbar, rastpositionierbar und in der aktiv nach oben verstellten Position verriegelbar an den Stützeinrichtungen 4, 5 ausgebildet sein.

In Fig. 13 ist eine weitere alternative aktive Kopfstütze 1 dargestellt, bei der zum Vergleich mit der Ausführung nach Fig. 12 die zusätzliche Abstützfläche durch einen im Bereich der Stützeinrichtungen 4, 5 zwischen dem Stützkörper 44 und der Oberkante der Sitzlehne 6 spannbaren elastischen Vorhang 81 gebildet ist. Der Vorhang 81 wird bei der Höhenverstellung in der jeweiligen Stützposition von einer Federspannvorrichtung 82 in einem leicht gespannten Zustand gehalten, während bei der aktiven Verstellung der Kopfstütze 1 in der Höhe zur Bildung einer Abstützfläche eine straffe Vorspannung des Vorhangs 81 vorgesehen ist.

Claims

Vorrichtung zum Verstellen der Neigung einer Kopfstütze an einer Sitzlehne eines Fahrzeugsitzes um eine horizontale und im Wesentlichen parallel zur Sitzoberkante verlaufende Achse, wobei eine Stützeinrichtung (4, 5), mit welcher die Kopfstütze (1) an der Sitzlehne (6) abgestützt ist, an einem in der Sitzlehne (6) drehbar gelagerten Drehelement (7) gelagert ist, das durch eine Antriebseinrichtung (8) um eine durch den oberen Teil der Sitzlehne (6) verlaufende Achse (3) nach vorne drehbar ist, wenn eine überhöhte Beschleunigung auf das Fahrzeug wirkt und wobei das Drehelement (7) und die daran gelagerte Kopfstütze (1) in der Winkelstellung, in die sie durch die Antriebseinrichtung (8) gedreht worden ist, durch eine Rücklaufsperre (9, 19, 20) gegen Rückdrehung gesichert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücklaufsperre (9, 19, 20) direkt auf das Drehelement (7) wirkt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (8) durch eine fahrzeugsensitive Einrichtung startbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfstütze (1) am Drehelement (7) derart geführt ist, dass bei der angetriebenen Drehbewegung die Kopfstütze (1) gleichzeitig bezüglich der Achse (3) radial nach außen bewegt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehelement (7) in einem rohrförmigen Drehlager (10) gelagert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung, welche die Antriebseinrichtung (8) startet, am Fahrzeugaufbau stärr befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (8) am Fahrzeugaufbau gelagert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (8) über einen Bowdenzug (11) mit dem Drehelement (7) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bowdenzug (11) über einen Bajonettverschluss (12) mit einem Antriebselement (13) der Antriebseinrichtung (8) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehelement (7) im Normalbetrieb gegen Drehung durch eine Verriegelungseinrichtung (14) verriegelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung (14) des Drehelementes (7) durch die am Drehelement (7) angreifende Antriebskraft der Antriebseinrichtung (8) lösbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfstütze (1) um einen Winkel von etwa 15° bis 20° nach vorne durch die Antriebskraft der Antriebseinrichtung (8) schwenkbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 4, 5 oder 11, wobei die Kopfstütze (1) zumindest ein eine Abstützfläche für den Kopf eines Insassen bildendes Polsterteil (41) sowie eine das Polsterteil (41) in der jeweiligen Stützposition haltende Trageinrichtung (42) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfstütze (1) bzw. das Polsterteil (41) höhenverstellbar an der Trageinrichtung (42) ausgebildet ist, wobei die Höhenverstellung im Falle eines Frontal- bzw. Heckaufpralls durch die Antriebsvorrichtung (8) bzw. eine weitere Antriebsvorrichtung (84) erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (84) zum gleichzeitigen Verstellen des Polsterteils (41) nach vorn und in der Höhe ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Polsterteil (41) durch die Antriebseinrichtung (84) in die höchste Stützposition verstellbar und in dieser Position verriegelbar ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines Frontalbzw. Heckaufpralls zwischen dem nach oben verstellten Polsterteil (41) und der Oberkante der Sitzlehne (6) eine weitere Abstützfläche für den Kopf eines Insassen gebildet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Abstützfläche durch einen mit der Trageinrichtung (42) verbundenen und zumindest im Bereich der Abstützfläche dämpfende Eigenschaften aufweisenden Stützkörper (44) gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Polsterteil (41) und der Stützkörper (44) ineinanderschiebbar ausgebildet sind, wobei am Polsterteil (41) zum Aufnehmen bzw. Einschieben des Stützkörpers (44) ein Aufnahmeraum (45) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Trageinrichtung (42) zwei beabstandet zueinander angeordnete und mit dem Stützkörper (44) verbundene Stützeinrichtungen (4, 5) aufweist, welche mit jeweils einem in der Vorrichtung (15) drehbar gelagerten Drehelement (7) verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (15) ein rohrförmiges Drehlager (10) aufweist, an dem zum Verbinden mit der Sitzlehne (6) zwei senkrecht zur Achse (3) der Kopfstütze (1) angeordnete Verankerungsstangen (25) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Polsterteil (41) bzw. der Stützkörper (44) neigungsverstellbar um eine horizontal und quer zur Fahrtrichtung (F) ausgerichtete Drehachse (51) mit den Stützeinrichtungen (4, 5) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass an der Trageinrichtung (42) bzw. am Stützkörper (44) zumindest eine Führungseinrichtung (46) zur Höhenverstellung und/oder Rastpositionierung des Polsterteils (41) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung (46) zumindest eine mit dem Stützkörper (44) verbundene Führungshülse (48) oder -schiene aufweist, die eine mit dem Polsterteil (41) verbundene Führungsstange (47) oder -leiste höhenverstellbar und/oder rastpositionierbar aufnimmt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (84) zum Verdrehen der Drehelemente (7) durch einen pyrotechnischen Treibsatz oder einen Hybridgenerator ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehelemente (7) jeweils einen koaxial zur Achse (3) der Kopfstütze (1) ausgerichteten Fortsatz (62) mit zumindest einer schraubenförmigen Führungsfläche (63) aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass am jeweiligen Fortsatz (62) jeweils ein im Drehlager (10) unverdrehbar aber im Bereich der Führungsfläche (63) axial verschiebbar geführter Kolben (58) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass zur Führung der Kolben (58) am rohrförmigen Drehlager (10) axial ausgerichtete Führungsschlitze (61) vorgesehen sind, in welche die Kolben (58) mit jeweils einem radial abstehenden Vorsprung bzw. einer Nase (60) eingreifen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (84) eine innerhalb des rohrförmigen Drehlagers (10) angeordnete Druckkammer (56) aufweist, welche durch den pyrotechnischen Treibsatz oder den Hybridgenerator mit Druckgas befüllbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer (56) in einem Druckverteiler (55) angeordnet ist, welcher mit zu den jeweiligen Kolben (58) führenden Kanälen (57) für das Druckgas ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass bei Auslösung der Antriebseinrichtung (84) die mit Druckgas beaufschlagten Kolben (58) die Drehelemente (7) durch Verschiebung entlang der schraubenförmigen Führungsflächen (63) zwangsweise um einen bestimmten Winkelbetrag, vorzugsweise 15° - 20°, verdrehen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermeidung einer Rückverschiebung der Kolben (58) nach der Auslösung der Antriebseinrichtung (84) die Führungsflächen (63) an den Fortsätzen (62) selbsthemmend ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhenverstellung des Polsterteils (41) durch Beaufschlagung eines am Polsterteil (41) bzw. an der Trageinrichtung (42) angeordneten Expansionsraumes (64; 83) mit Druckgas erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Expansionsraum (64) im Aufnahmeraum (45) zwischen einer Innenwandung des in der jeweiligen Stützposition befindlichen Polsterteils (41) und dem Stützkörper (44) gebildet wird, wobei der Expansionsraum (64) in allen Stützpositionen des Polsterteils (41) an den gemeinsamen Führungs- und/ oder Kontaktflächen zwischen dem Polsterteil (41) und dem Stützkörper (44) abgedichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass als Expansionsraum der Kolbenraum einer zwischen dem Polsterteil (41) und dem Stützkörper (44) bzw. der Trageinrichtung (42) wirkenden Zylinder-Kolben-Vorrichtung vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beaufschlagung des Expansionsraumes (64; 83) mit Druckgas zumindest die Drehelemente (7) und die Stützeinrichtungen (4, 5) jeweils hohl bzw. mit inneren Kanälen (68, 67) ausgebildet und derart miteinander verbunden sind, dass ein dichter Verbindungskanal zwischen dem Druckverteiler (55) bzw. der Druckkammer (56) und dem Expansionsraum (64; 83) gebildet wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Trageinrichtung (42) zur Höhenverstellung des Polsterteils (41) zumindest einen durch die Antriebseinrichtung (84) axial verschiebbaren Stößel (69) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (69) verschiebbar in der Stützeinrichtung (5) gelagert und mit seinem oberen Ende (70) gegen das Polsterteil (41) anliegt bzw. mit diesem verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verriegelung des nach oben verstellten Polsterteils (41) am Polsterteil (41) oder an der Trageinrichtung (42) ein senkrecht zur Verstellbewegung bewegbares Verriegelungselement (72) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (72) mit einer am Stößel (69) angeordneten Raste, Ausnehmung oder Kerbe zusammenwirkt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass zur Begrenzung der Kraft, mit welcher die Kopfstütze (1) bzw. das Polsterteil (41) durch die ausgelöste Antriebseinrichtung (84) nach vorn geschwenkt und/oder nach oben verstellt wird, an der Vorrichtung (15) bzw. der Antriebsvorrichtung (84) ein Überdruckventil (75) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass das Überdruckventil (75) am Verbindungskanal zwischen dem Druckverteiler (55) bzw. der Druckkammer (56) und dem Expansionsraum (64; 83) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 39 oder 40, dadurch gekennzeichnet, dass das Überdruckventil (75) als eine federbelastete und eine Öffnung (73) des Verbindungskanals schließende Dichtklappe (76) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (15) bei Nichtbenutzung der Kopfstütze (1) zum Umklappen der Kopfstütze (1) nach vorn bzw. nach hinten ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass zum Umklappen der Kopfstütze (1) nach vorn bzw. nach hinten das rohrförmige Drehlager (10) verdrehbar und rastpositionierbar in einem Lagergehäuse (77) aufgenommen ist, wobei das Lagergehäuse (77) zur lösbaren Befestigung an der Sitzlehne (6) mit den Verankerungsstangen (25) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Abstützfläche durch ringförmige, die Trageinrichtung (42) umgebende und teleskopisch auseinander ausziehbare elastische Abdeckelemente (78) gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Abstützfläche durch einen im Bereich der Trageinrichtung (42) zwischen der Kopfstütze (1) und der Oberkante der Sitzlehne (6) spannbaren elastischen Vorhang (81) gebildet ist.